所以当n=1时,a1=S1=1, 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=4n-3, 因为a1也满足上式,
所以数列{an}的通项公式为an=4n-3(n∈N*). 2n2-n
(2)由已知bn=,
n+p
因为{bn}是等差数列,可设bn=an+b(a、b为常数), 2n2-n所以=an+b,于是2n2-n=an2+(ap+b)n+bp,
n+pa=2,??
所以?ap+b=-1,
??bp=0.
1
因为p≠0,所以b=0,p=-. 2
2111
(3)cn==(-),
?4n-3??4n+1?24n-34n+1所以Tn=c1+c2+?+cn
111111=(1-+-+?+-) 25594n-34n+111=(1-). 24n+1
11m
由Tn<,得m>10(1-).因为1-<1,
204n+14n+1所以m≥10.
所以,所求的最小正整数m的值为10.
5.设数列{an}的各项均为正数,前n项和为Sn,已知4Sn=a2n+2an+1(n∈N*).
(1)证明{an}是等差数列,并求an;
112(2)设m、k、p∈N,m+p=2k,求证:S+S≥S.
mpk
*
解:(1)∵4Sn=a2n+2an+1, ∴4Sn-1=a2n-1+2an-1+1(n≥2).
2两式相减得4an=a2n-an-1+2an-2an-1.
整理得(an+an-1)(an-an-1-2)=0. ∵an+an-1≠0,∴an-an-1=2(常数), ∴{an}是以2为公差的等差数列.
2又4S1=a21+2a1+1,即a1-2a1+1=0,解得a1=1,
∴an=1+(n-1)×2=2n-1.
n?1+2n-1?(2)证明:由(1)知Sn==n2,
2∴Sm=m2,Sp=p2,Sk=k2.
22222
112112k?m+p?-2mp由S+S-S=2+2-2= mpkm2p2k2mpk
m+p2
?·2mp-2m2p2
2mp·mp-2m2p22
≥≥=0,
m2p2k2m2p2k2?
112
即S+S≥S.
mpk
6.这是发生在德国的一个真实故事,一个9岁的孤儿德比为了寻找母亲,表达他对母亲的爱,他每帮助一个人,就请这位被帮助者再去帮助另外10个人,假设每个人都以这种方式将爱心传递下去,且被帮助的人不重复.总有一天自己的母亲也会成为被帮助的对象.如果德比每天帮助一个人,被帮助的人第二天去帮助另外10个人(假设被帮助的人第三天及以后不再帮助其他人).而德国有8 220万人.
(1)设n天后,被帮助的总人数为Sn,试求出Sn; (2)最多第几天,德比的母亲成为被帮助的对象?
解:(1)根据条件,可知Sn=Sn-1+1+10+102+?+10n-1(n≥2且n∈N*),
10n-1
∴Sn=Sn-1+,
910n-1-110n-1
∴Sn=Sn-2++ 99=??
102-1103-110n-1
=S1+++?+
9991
=(10+102+103+?+10n-n) 9
n+1
110-10=×(-n). 99
经验证,当n=1时,Sn也满足此通项.
n+1
110-10
故Sn=(-n).
99
n+1
110-10
(2)由Sn=(-n)≤8 220×104=8.22×107.
99
估计判断:考虑n=8时,S8=12 345 678<8 220×104, n=9时,S9=123 456 789>8 220×104.
所以,最多第9天,德比可以实现自己的愿望.